1 Tratamiento Termico

 

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TRATAMIENTO TERMICO

I.E. I.E.S. S.T T.P.T .P.T.A .A DO DOCE CENT NTE. E. Lic. Lic. : Felic Felician iano o Hual Huallp lpar arim imach achii Qqueh Qquehua uaru ruch cho, o, Nombre del estudiante

I. ELEMENTO DE CAPACIDAD TERMINAL: describir cada uno de las clases de tratamientos térmicos enfatizando la finalidad y forma de ejecución de cada clase de tratamiento térmico. II. MOTIVACIÓN: mediante los tratamientos térmicos es posible modificar los cons co nsti titu tuye yent ntes es (de (de pe perl rlita ita y fe ferr rrit ita a a au aust sten enita ita y lu lueg ego o a ma mart rten ensi sita ta)) o la estructura es decir variar el tamaño de grano, pero no se altera su composición química. III. ESQUEMA. CONCEPTO

TRATAMIENTOS TÉRMICOS

TEMPLE REVENIDO RECOCIDO

IV. DESARROLLO TEÓRICO PRÁCTICO CONCEPTO.- Son operaciones de calentamiento y enfriamiento de los metales, que tienen como finalidad modificar la constitución y estructura del metal para mejorar sus propiedades mecánicas. Sin altere su composición química.

EL TEMPLE Es un tratamiento que consiste en calentar la pieza y enfriarla bruscamente. Con la finalidad de endurecer el metal y aumentar su resistencia mecánica. Ejecución: El acero se calienta hasta una temperatura de la zona A 3+ (50 a 100 °C) y sé enfría rápidamente. Observación: Solo pueden ser templados los aceros con un contenido en C mayor del 0.3 % Los factores que influencian los resultados de este tratamiento son: a) La temperatura de temple

 

b) La velocidad de enfriamiento  A los aceros no aleados, o ligeramente aleados, para conferirles una dureza máxima deben ser enfriados tan rápidamente y tan profundamente como sea posible, es decir dentro del agua. También eses un tratamiento térmico que se emplea para incrementar la dureza de las aleaciones aleaciones de  de hierro hierro.. Es también una técnica para aumentar la dureza del vidrio. Para los metales metales,, tem temple ple se realiza generalmente después de endurecer, endurecer, para aumentar la dureza, y se realiza r ealiza calentando el metal a una temperatura mucho más baja que la utilizada para el endurecimiento. La temperatura exacta determina que dureza se alcanza, y depende tanto de la composición específica de la aleación como de las propiedades deseadas en el producto terminado. Por ejemplo, las herramientas muy duras a menudo se templan a bajas temperaturas, mientras que los resortes se templan a temperaturas mucho más altas. En vidrio, el templado se realiza calentando el vidrio y luego enfriando rápidamente la superficie, para aumentar la dureza .

BAÑOS BAÑO S TE TEMP MPLE LE..- La te temp mper erat atur ura a inic inicia ial, l, el vo volu lume men, n, la visc viscos osid idad ad y condu con ducti ctibil bilida idad d térmic térmicaa del flu fluido ido so son n muy imp import ortant antes. es. Con Condic dicion ionan an la velocidad veloci dad de enf enfria riamie miento nto y, por con consig siguie uiente nte,, el valor valor del tem temple ple.. Como Como el medio med io ide ideal al de enf enfria riamie miento nto no exi existe ste,, se han emp emplea leado do tra tradic dicion ionalm alment ente e numerosos productos enfriantes en cuyo poder templante influyen entre otros los factores siguientes: La temperatura inicial del baño si su valor es alto se pr prol olon onga ga mu much cho o la prim primer era a etap etapa a de dell en enfri friam amie ient nto. o. La te temp mper erat atur ura a de ebullición. Si la magnitud es baja, el enfriamiento será más lento pues se desprenderá mucho vapor. El calor específico. Debe ser elevado para que sea alta la velocidad de enfriamiento al elevarse poco la temperatura del baño. Los medios templantes han evolucionado mucho en la medida en que se desarrolla la ciencia y la técnica. Los tradicionales son el agua, el aceite, las sales y el aire. Sus capacidades de enfriamiento se muestran en la tabla 1 en la que se toma como unidad la del agua a 20ºC. La efectividad de un medio se puede comprobar, por ejemplo, al templar una pieza cilíndrica de acero y analizar su influencia en la estructura de la superficie y el centro Los baños más corrientes son: a) Agua al 15 °C., utilizada normalmente para los aceros ordinarios al carbono; favorece un enfriamiento rápido y, como consecuencia, un temple enérgico el Agua Debe evitarse que el agua se caliente durante el temple, debido a que puede pue de pro prolon longar garse se la pri primer mera a eta etapa pa de enf enfria riamie miento nto.. El agu agua a enf enfría ría muy rápidamente la superficie, con lo que se forma una corteza muy dura y se crean tensiones interna peligrosas que pueden deformar o romper las piezas.

 

b) El aceite mineral, liquido viscoso, proporciona un enfriamiento relativamente r elativamente lento y un temple dulce. Se utiliza para templar aceros especiales y piezas de acero ordinario, pero de formas complicadas o bien de sección muy delgada  Aceites Los aceites animales y vegetales con el uso continuo a determinada temperatura se descomponen, espesan y se vuelven gomosos dando temples bastante irregulares. Además son caros y de olor desagradable. Los mejores aceites para el temple son los minerales obtenidos por destilación fraccionada del petróleo. El aceite caliente tiene más poder refrigerante (30 - 40 oC) que el frío, por ser más fluido. Este tipo de temple produce deformaciones y tensiones internas notablemente inferiores a los del agua y soluciones salinas. Un buen aceite de temple debe poseer las propiedades siguientes: Volatilidad no muy elevada. Temperatura de inflamación y combustión lo más elevada posible. Gran resistencia a la oxidación.

. c) Se templa el aire insuflado insuflado aceros especiales con baja velocidad critica de temple (aceros auto tenplabes)

FORMA DE LLEVAR A CABO EL TEMPLE

 

1) Colocar la pieza tan aplomada como sea posible, en la cámara de calentamiento del horno, estabilizada a la temperatura del temple; la pieza alcanza la temperatura deseada cuando se iguala a la de las paredes del horno. 2) Mantener esta temperatura tanto más tiempo cuanto el mayor sea el tamaño de la pieza. 3) Sacar la pieza del horno. Introducirla en el baño, agitarla suavemente, a menos que él líquido sea removido mecánicamente y sacarla cuando este fría.

DEFECTOS DEL TEMPLE El origen de los defectos que pueden encontrarse esta en el calentamiento o en el enfriamiento. 1) Falta de dureza; Puede originarse por una temperatura demasiada baja o una descarburación superficial (horno mal regulado). 2) Deformaciones; se las puede evitar totalmente. Pueden ser debidas a un calentamiento o enfriamiento no uniforme. 3) Grietas; se originan principalmente en los cambios de sección; son debidas a un enfriamiento demasiado rápido.

Fallas más comunes en el tratamiento térmico (temple) en acero grado herramienta.

Probables Consecuencias

 Posibles Soluciones

Cuando calentamos un acero Se puede agrietar, Recocer  muy de prisa y no respetamos rajar o resultar una completamente; los tiempos que corresponden al dureza des-uniforme, templar lentamente y tipo de acero y medida. además de tener una de manera uniforme. estructura en el   grano des- uniforme. Cuando un acero después de sacado del horno horno se enfría en aceite en lugar de agua.

Nos dará una dureza Recocer  muy baja, con una completamente y buena estructura en volver a templar, las orillas, pero con un enfriando en agua centro muy blando. (medio más brusco).

Cuando un acero es sacado de Material quebradizo, Si el acero no se ha horno y enfriado en agua en deformaciones, quebrado o fracturado, lugar de aceite. rajadas y una dureza recocer y templar  muy alta, la dureza de correctamente(al la pieza es muy aceite). profunda. Cuando un acero en el temple no alcanzo la temperatura (baja o insuficiente)

No va a levantar  mucha dureza.

Tenemos que volver a recocer y templar  correctamente a la temperatura que corresponda por el tipo de acero.

Cuando a un acero se le dio

Nos da un material

Dar tra rattamiento para

 

temperatura de más sin quemarlo.

quebradizo con fisuras normalizar y volver a o grietas, además de templar sin exceder la una dureza alta y un temperatura. grano grueso.  

Cuando a un acero se le dio temple a una temperatura excesiva y resultó resultó quemado quemado el

Nos da una dureza baja, fundido con grietas y con grano

acero.

grueso.

Este material ya no sirve, se va a la chatarra.

Cuando un acero no se maquina Checamos la dureza De preferencia lo suficiente es un acero superficial y es muy rectificar para eliminar  descarburizado. baja, sin embargo en la superficie suave. el núcleo si cuenta con la dureza correcta y en la superficie tiene granos gruesos.

REVENIDO Tratamiento térmico complementario del temple y se aplica, por tanto, exclusivamente a metales templados. Con la finalidad de mejorar la tenacidad de las piezas templadas a costa de disminuir su dureza. La temperatura de calentamiento es, naturalmente inferior a la del temple, y cuanto más se aproxima a esta y mayor es la permanencia a la temperatura máxima mayor es la disminución de la dureza y la mejora de la tenacidad. El revenido revenido al  al igual que normalizado, recocido y el temple, es un tratamiento térmico a un material con el fin de variar su dureza y cambiar su resistencia mecánica. El propósito fundamental es disminuir la gran fragilidad que tienen los aceros tras el temple

PROCEDIMIENTO DE REVENIDO PROCEDIMIENTO 1) Con horno y Pirómetro a. Estabilizar el horno a la temperatura deseada b. Mantener la pieza en el horno durante un tiempo variable (según el tamaño de la pieza) c. Enfriar con agua, aceite o aire

2) Con fuego de forja.

 

La temperatura se valora según el color que adquiere el metal Gris verde: 330°C  Azul claro: 310 °C Violeta: 280 °C  Amarillo oscuro: 250 °C

Advertencia.- El calor necesario para el revenido de un punzón pequeño, de un ap apoyo oyo,, o sim simila ilares res,, pue puede de se serr sum sumini inistr strad ado o por un blo bloc, c, cal calent entado ado con anterioridad, sobre el cual se coloca la pieza que ha ser revenida.

RECOCIDO Este tratamiento consiste en calentar la pieza y dejarla enfriar lo más lenta posible, para conseguir básicamente ablandar los metales y poderlas trabajar  mejor.

Clases de recocido

Finalidades

Reco Re coci cido do pa para ra s sua uavi viza zarr Su Supr prim imir ir llos os d def efec ecto tos s in inde dese seab able les s del del te temp mple le Recocido de norma Recocido normalizac lización ión Rege Regenerar nerar un metal sobr sobrecale ecalentado ntado Reco Re coci cido do co cont ntra ra a acr crit itud ud Su Supr prim imir ir lla aa acr crit itud ud o la las s tten ensi sion ones es in inte tern rnas as.. Ejecuc Eje cución ión:: Se efe efectú ctúa a un ca calen lentam tamien iento to ha hasta sta una tem temper peratu atura ra que pue puede de encontrarse entre los 600 °C y temperaturas superiores a A 3, según el tipo de recocido, siguiendo un enfriamiento tanto más lento cuanto más carburado sea el acero. El enfriamiento se efectúa en ceniza, arena fina dentro del mismo horno, apagado. 

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un  tratamiento térmico térmico  cuya finalidad es el ablandamiento, la El recocido es un recuperación de la estructura o la eliminación eli minación de tensiones internas generalmente en metales. Cualquier metal que haya sido tratado tiene como resultado una alteración de las propiedades físicas del mismo. El recocido consiste en calentar el metal hasta una determinada temperatura para después dejar que se enfríe lentamente, habitualmente, apagando el horno y dejando el metal en su interior para que su temperatura disminuya de forma progresiva. El proceso finaliza cuando el metal alcanza la temperatura ambiente. Mediante la combinación de varios trabajos en frío y varios recocidos se pueden llegar a obtener grandes deformaciones en metales que, de otra forma, no podríamos conseguir. conseguir.

 

RECOCIDO CONTRA ACRITUD.- los aceros que han sido estirados o laminados en frío se endurecen y pierden tenacidad. Después de haber sufrido varios trefilados o laminados sucesivos, si la disminución de sección experimentada ha sido grande, llega un momento en que es imposible continuar el trabajo porque el acero se ha vuelto frágil y tan duro que se rompe. Se dice entonces que tienen demasiada acritud. Para contrarrestar esa acritud y mejorar la ductilidad y maleabilidad y poder someterlos a nuevos estiramientos o laminados del acero, es necesario darle un tratamiento térmico, denominado recocido contra acritud El recocido contra acritud consiste en un calentamiento a una temperatura de 600 a 700°C seguido de un enfriamiento al aire o dentro del horno para evitar la oxidación. En general es aplicable para aceros con menos de 0,3% de carbono.

DESARROLLO DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS Todo tratamiento térmico se desarrolla en tres fases:

Calent Cal entami amient ento o has hasta ta la temper temperatu atura ra máxima máxima..- el cal calent entami amient ento o se de debe be iniciar estando el horno a baja temperatura, la elevación de temperatura debe ser uniforme en toda la pieza, esto se consigue elevando la temperatura del horno lo más lento posible. Así, por ejemplo para los aceros al carbono la elevación de temperatura hasta 850 °C debe constar como mínimo, de un minuto por milímetro de espesor o diámetro de la pieza. Los de alta aleación, deben calentarse a una velocidad mitad de la indicada para aceros al carbono es decir un minuto por 0,5mm de espesor 

Permanencia a la temperatura máxima.- la temperatura máxima que se debe alcanzar se indica en las especificaciones del fabricante. De ningún modo debe sobrepasarse la temperatura indicada, por que se corre el riesgo innecesario del crecimiento del tamaño de grano. El mayor crecimiento de los granos del acero tiene lugar entre los 850 y 1000 °C. Por tanto si no es absolutamente necesario, se procura no pasar de los 850° en el calentamiento de los aceros. El tie tiempo mpo de per perma manen nencia cia a la máx máxima ima tem temper peratu atura ra tam tambié bién n inf influy luye e en el crecimiento del grano. Se calcula que es suficiente una permanencia de uno a dos minutos por cada mm de espesor o diámetro.

V. SÍNTESIS Tratamiento Térmico.- Procesos de calentamiento y enfriamiento, que tienen por finalidad modificar la constitución del metal para mejorar sus propiedades mecánicas. Temp emple. le.-- Trat ratami amient ento o tér térmic mico o que con consis siste te en cal calent entar ar la pie pieza za y enf enfria riarla rla bruscamente con la finalidad de endurecer el metal.

 

Observación: Solo pueden ser templados los aceros con un contenido en C mayor may or del 0.3 % Facto Factores res que influencia influencian n en el templ templee La temperatura y la velocidad de enfriamiento Baños temple  Agua al 15 °C para los aceros ordinarios al carbono;  El aceite mineral, para templar aceros especiales  aire insuflado para templar aceros (aceros auto templabas) Defectos del temple: Falta de dureza, deformaciones, grietas. Reve Re veni nido do..- Tratam ratamiento iento térmic térmico o comp complemen lementario tario del templ temple e exclu exclusivo sivo para metales templados. Con lo que se consigue mejorar la tenacidad de las piezas templadas costatratamiento de disminuirconsiste su dureza. en calentar la pieza y dejarla enfriar lo Recocido Reco cido..-a Este más lenta para conseguir ablandar los metales.

Desarrollo de los tratamientos térmicos • • •

Calentamiento hasta la temperatura máxima Permanencia a la temperatura máxima. En Enfr fria iami mien ento to de desd sde e lla a ttem empe pera ratu tura ra má máxi xima ma a lla a tem tempe pera ratu tura ra ambi ambien ente te

VI. EJERCICIOS DE APLICACIÓN 1.- ¿Qué es el temple?  a) Es un tratamiento térmico  b) Es un acero dulce

b) Falta de dureza, tenacidad, globular. c) Grietas, porosidad, hendiduras.

 c) Es el pavonado

6.-Puede originarse con una temperatura demasiado baja o una descaburizacion superficial es: a) Falta de dureza b) Demasiadas deformaciones. c) Grietas. 7.-Cual es la finalidad del temple: a) Bajar la dureza del metal b) Aumentar la su resistencia mecánica c) Que el metal sea fácil de maquinar. 8.- ¿Para qué se llega a utilizar el

2.-Marca la respuesta correcta: a) El temple consiste en calentar la pieza y enfriar bruscamente con finalidad de endurecer el metal y aumentar su resistencia mecánica b) El temple cons consiste iste en calentar la pieza y enfriar el material con el aceite, arena, para disminuir su resistencia mecánica 3.- El tratamiento térmico consiste en: ………….…….. . y ……………………. de los metales.  a) Modificar y mecanizar.  b) Calentamiento y enfriamiento  c) Alteraciones y enfriam enfriamiento iento 4.-Relaciona las siguientes palabras con su concepto:  a) FERR FERRITA ITA ( ) .Es una mezcla de ferrita y cementita  b) PERLITA ( ) .Esta constituida por hierro casi puro  c) CEMENTITA

aceite a) Paramineral? templar aceros especiales y ordinarios b) Para aceros de baja aleación c) Aceros compuestos por minerales 9.- Se origina principalmente en los cambios se sección, son debidos a un enfriamiento demasiado rápido: a) Deformaciones b) Grietas c) Mayor Tenacidad. 10.- Se aplica en los metales templados: a) Revenido

( ) .Es un carburo de hierro CFe3. 5.- ¿Cuáles son los defectos del temple? a) Falta de dureza, deformaciones, grietas.

b) Recosido c) Normalizado Normalizado a - 300 °C 11.- ¿Qué es el revenido? a) Es un tratamiento térmico de pavonado

 

b) Es un tratamiento térmico complementario del temple c) Es un tratamiento térmico de primera capa 12.- ¿Cuáles son los baños de temple más comunes? a) Salmuera y arena b) Aceite y y yeso eso c) Agua al 15% °C y aceite mineral

c) revenido 14.- Tratamiento térmico con complementario del temple y se aplica por lo tanto, exclusivamente a metales, es el: a) Temple b) Sinterizado c) revenido 15.- Se podría originarse por

escases de tem temperatura o unaa: 13.Consiste enlocalentar la pieza y descaburizacion, descaburizacion ,peratura no referimos dejarlo enfriarlo más lento a) Falta de aceite posible: b) Falta de minerales a) Nitrurado RESPUESTAS c) Falta de dureza b) recosido 1 a 2

a

3

5

b c a b a

6

a

7

b

8

a

9

b

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a

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b

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4